CN116057835A - 弹性波装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种弹性波装置，能够抑制无用波。本发明的弹性波装置具备：压电层(16)，其包括铌酸锂及钽酸锂中的一方，具有第一主面(16a)及第二主面(16b)；以及第一电极指(19A)及第二电极指(19B)(第一电极、第二电极)，其设置于压电层(16)的第一主面(16a)。第一电极指(19A)及第二电极指(19B)是相邻的电极彼此，在将压电层(16)的第一电极指(19A)与第二电极指(19B)之间的区域的中央的厚度设为tp1、将第一电极指(19A)与第二电极指(19B)的中心间距离设为p的情况下，tp1/p为0.5以下。在将压电层(16)中的设置有第一电极指(19A)的区域的厚度设为tp2时，tp1＞tp2。

Description

弹性波装置
技术领域
本发明涉及弹性波装置。
背景技术
以往，弹性波装置被广泛用于便携式电话机的滤波器等。近年来，提出了下述的专利文献1所记载的那样的利用了厚度剪切模式的体波的弹性波装置。在该弹性波装置中，在压电层上设置有成对的电极。成对的电极在压电层上相对置，并且与不同的电位连接。通过在上述电极之间施加交流电压而激励厚度剪切模式的体波。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：美国发明专利第10491192号说明书
发明内容
发明要解决的问题
在利用厚度剪切模式的体波的情况下，在通带内或通带外可能产生无用波。因此，弹性波装置的电特性可能发生劣化。
本发明的目的在于，提供一种能够抑制无用波的弹性波装置。
用于解决问题的手段
在本发明的弹性波装置的某个广泛方面，具备：压电层，其包括铌酸锂及钽酸锂中的一方，并且具有第一主面及第二主面；以及第一电极及第二电极，其设置于所述压电层的所述第一主面，所述第一电极及所述第二电极是相邻的电极彼此，在将所述压电层的所述第一电极与所述第二电极之间的区域的中央的厚度设为tp1、将所述第一电极与所述第二电极的中心间距离设为p的情况下，tp1/p为0.5以下，在将所述压电层中的设置有所述第一电极的区域的厚度设为tp2时，tp1＞tp2。
在本发明的弹性波装置的其他广泛方面，具备：压电层，其包括铌酸锂及钽酸锂中的一方，并且具有第一主面及第二主面；第一电极及第二电极，其设置于所述压电层的所述第一主面；以及电介质膜，其设置于所述压电层的所述第一主面中的未设置所述第一电极及第二电极的区域，并且在所述第一电极及第二电极的长度方向上延伸，所述第一电极及所述第二电极是相邻的电极彼此，在将所述压电层的所述第一电极与所述第二电极之间的区域的中央的厚度设为tp1、将所述第一电极与所述第二电极的中心间距离设为p的情况下，tp1/p为0.5以下，在将所述压电层中的设置有所述第一电极及所述电介质膜中的至少一方的区域的厚度设为tp3时，tp1＞tp3。
发明效果
根据本发明，能够提供能够抑制无用波的弹性波装置。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的弹性波装置的正面剖视图。
图2是本发明的第一实施方式的弹性波装置的俯视图。
图3是示出本发明的第一实施方式及比较例的弹性波装置的阻抗频率特性的图。
图4(a)是用于说明无用波的产生的示意性正面剖视图，图4(b)是示出z轴方向的规定的一例的示意性正面剖视图。
图5是示出本发明的第一实施方式中的一对电极指附近的正面剖视图。
图6是示出压电层及电极指的材料的每个组合的成为fc_f＝fc_m的tm/tp1与tg/tp1的关系的图。
图7是示出将压电层的材料设为LiNbO3并将电极指的材料设为Al时的满足式(1)的情况及比较例的阻抗频率特性的图。
图8是示出将压电层的材料设为LiNbO3并将电极指的材料设为Cu时的满足式(1)的情况及比较例的阻抗频率特性的图。
图9是示出将压电层的材料设为LiNbO3并将电极指的材料设为Mo时的满足式(1)的情况及比较例的阻抗频率特性的图。
图10是示出将压电层的材料设为LiNbO3并将电极指的材料设为Pt时的满足式(1)的情况及比较例的阻抗频率特性的图。
图11是示出将压电层的材料设为LiTaO3并将电极指的材料设为Mo时的满足式(1)的情况及比较例的阻抗频率特性的图。
图12是示出本发明的第一实施方式的第一变形例中的一对电极指附近的正面剖视图。
图13是示出本发明的第一实施方式的第二变形例中的一对电极指附近的正面剖视图。
图14是示出本发明的第二实施方式中的一对电极指附近的正面剖视图。
图15是示出本发明的第三实施方式中的一对电极指附近的正面剖视图。
图16是本发明的第四实施方式中的一对电极附近的正面剖视图。
图17(a)是示出利用厚度剪切模式的体波的弹性波装置的外观的简图的立体图，图17(b)是示出压电层上的电极构造的俯视图。
图18是沿着图17(a)中的I-I线的部分的剖视图。
图19(a)是用于说明在弹性波装置的压电层传播的兰姆波的示意性正面剖视图，图19(b)是用于说明在弹性波装置中的压电层传播的厚度剪切模式的体波的示意性正面剖视图。
图20是示出厚度剪切模式的体波的振幅方向的图。
图21是示出利用厚度剪切模式的体波的弹性波装置的谐振特性的图。
图22是示出将相邻的电极的中心间距离设为p并将压电层的厚度设为d的情况下的d/2p与作为谐振器的分数带宽的关系的图。
图23是利用厚度剪切模式的体波的弹性波装置的俯视图。
图24是具有声学多层膜的弹性波装置的正面剖视图。
图25示出使d/p无限地接近0的情况下的分数带宽相对于LiNbO3的欧拉角(0°，θ，ψ)的映射的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的具体实施方式进行说明，由此使本发明变得清楚。
需要说明的是，本说明书中记载的各实施方式是例示的内容，预先指出能够在不同的实施方式之间进行结构的部分置换或组合。
图1是本发明的第一实施方式的弹性波装置的正面剖视图。图2是第一实施方式的弹性波装置的俯视图。
如图1所示，弹性波装置10具有压电性基板12、以及作为功能电极的IDT电极11。压电性基板12具有支承构件13和压电层16。在本实施方式中，支承构件13具有支承基板14和绝缘层15。在压电性基板12中，在支承基板14上设置有绝缘层15。在绝缘层15上设置有压电层16。
压电层16具有第一主面16a及第二主面16b。第一主面16a及第二主面16b相互对置。第一主面16a及第二主面16b中的第二主面16b位于支承构件13侧。压电层16包括铌酸锂及钽酸锂中的一方。需要说明的是，在本说明书中，关于某个构件包括某种材料，包括含有弹性波装置的电特性不发生劣化的程度的微量杂质的情况。
如图2所示，IDT电极11设置于压电层16的第一主面16a。IDT电极11具有第一汇流条18A及第二汇流条18B、以及多个第一电极指19A及多个第二电极指19B。第一汇流条18A及第二汇流条18B相互对置。第一电极指19A是本发明中的第一电极。多个第一电极指19A被周期性地配置。多个第一电极指19A的一端分别与第一汇流条18A连接。
另一方面，第二电极指19B是本发明中的第二电极。多个第二电极指19B被周期性地配置。多个第二电极指19B的一端分别与第二汇流条18B连接。多个第一电极指19A及多个第二电极指19B相互交替插入。因此，第一电极指19A及第二电极指19B是相邻的电极彼此。在本实施方式中，第一电极指19A及第二电极指19B中的一方与信号电位连接。第一电极指19A及第二电极指19B中的另一方与基准电位连接。以下，也有时将第一电极指19A及第二电极指19B仅记载为电极指。
通过向IDT电极11施加交流电压而激励弹性波。弹性波装置10例如利用厚度剪切一次模式等的厚度剪切模式的体波。将第一电极指19A及第二电极指19B对置的方向设为电极指对置方向，在从该电极指对置方向观察时，相邻的电极指彼此重合的区域是激励区域C。在该激励区域C中，弹性波被激励。激励区域C是一对电极指之间的区域。更详细而言，激励区域C是从一个电极指的电极指对置方向上的中心到另一个电极指的电极指对置方向上的中心为止的区域。因此，IDT电极11具有多个激励区域C。厚度剪切模式的体波在各激励区域C中被激励。需要说明的是，在本实施方式中，电极指对置方向正交于第一电极指19A及第二电极指19B的长度方向。
在将压电层16的第一电极指19A与第二电极指19B之间的区域的中央的厚度设为tp1、将IDT电极11的电极指间距设为p的情况下，tp1/p≤0.5。需要说明的是，第一电极指19A与第二电极指19B之间的区域的中央的厚度是激励区域C的中央的厚度。电极指间距是指相邻的第一电极指19A与第二电极指19B的中心间距离。通过设为tp1≤0.5，能够适宜地激励厚度剪切模式的体波。
然而，如图1所示，在第一主面16a设置有多个凹部16c。多个凹部16c被周期性地设置。需要说明的是，在第一主面16a设置有一个以上的凹部16c即可。
IDT电极11的第一电极指19A及第二电极指19B分别设置于压电层16的凹部16c。更具体而言，在本实施方式中，各电极指设置于不同的凹部16c。因此，设置有第一电极指19A的区域的厚度比激励区域C的中央的厚度tp1薄。即，在将设置有第一电极指19A的区域的厚度设为tp2时，tp1＞tp2。需要说明的是，在本实施方式中，厚度tp2是从压电层16的第二主面16b到凹部16c的底面为止的厚度。
本实施方式的特征在于，tp1/p≤0.5且tp1＞tp2。由此，在利用厚度剪切模式的弹性波装置10中，能够抑制无用波。以下，通过对本实施方式及比较例进行比较，来说明其详细情况。需要说明的是，比较例与第一实施方式的不同之处在于，在压电层未设置凹部16c。
图3是示出第一实施方式及比较例的弹性波装置的阻抗频率特性的图。需要说明的是，在测定图3的阻抗频率特性时，在第一实施方式中，将凹部16c的深度设为60nm。第一实施方式中的凹部16c的深度是指从压电层16的第一主面16a到凹部16c的底面的沿着厚度方向的尺寸。需要说明的是，以下，将凹部16c的深度设为tg。
如图3所示，在比较例中，在谐振频率与反谐振频率之间产生多个较大的纹波。与此相对，在本实施方式中，可知能够抑制频率特性中的纹波，能够抑制无用波。
图4(a)是用于说明无用波的产生的示意性正面剖视图，图4(b)是示出z轴方向的规定的一例的示意性正面剖视图。
如图4(a)所示，通常，弹性波装置中的压电层106具有电极被覆部106A及电极非被覆部106B。图4所示的电极被覆部106A是压电层106中的被电极指等电极被覆的部分。另一方面，电极非被覆部106B是压电层106中的未被电极被覆的部分。在厚度剪切模式被激励时，兰姆(Lamb)波等分量朝向电极指传播。以下，将该分量仅记载为传播分量D。通过本发明人们的研究，清楚了通过传播分量D在压电层106中的电极被覆部106A与电极非被覆部106B的边界反射而产生无用波。在本实施方式中，tp1＞tp2。由此，能够使每一个电极指中的传播分量D的反射率接近0。由此，能够抑制上述边界处的传播分量D的反射，能够抑制无用波。
图5是示出第一实施方式中的一对电极指附近的正面剖视图。
在将压电层16的密度设为ρp、将第一电极指19A的密度设为ρm、将第一电极指19A的厚度设为tm、将在压电层16传播的横波体波的声速设为vps、将在第一电极指19A传播的横波体波的声速设为vms的情况下，优选下述的式(1)成立。由此，能够有效地抑制无用波。以下说明其详细情况。
[数式1]
Figure BDA0004117602130000061
每一个电极指的反射率被表示为来源于压电耦合的电反射率Γe与来源于电极指的质量附加的机械反射率Γm之和。电反射率Γe的值为正值。因此，为了使每一个电极指的反射率成为0附近，将机械反射率Γm的值设为负值即可。为了使每一个电极指的反射率更加可靠地成为0附近，设为Γm＝-Γe即可。
此外，本发明人们发现用于使机械反射率的值成为0以下的值的更加具体的条件。在将厚度剪切模式的电极非被覆部中的截止频率设为fc_f并将电极被覆部中的截止频率设为fc_m时，至少在短路状态下即在忽略电阻的状态下，优选为fc_f≤fc_m。以下，更加详细地说明为了使机械反射率的值成为0以下的值而应满足怎样的关系。
由式(2)表示在短路状态下电极非被覆部中的截止频率fc_f相对于压电层的厚度tp1及在压电层传播的横波体波的声速vps。
[数式2]
Figure BDA0004117602130000071
另一方面，在电极被覆部中，在如图4(b)那样将z轴方向决定为厚度方向的情况下，任意的z中的剪切应力Txz如下述的式(3)及式(4)那样表示。需要说明的是，式(3)表示0≤z≤tp2的情况下的剪切应力Txz。式(4)表示tp2≤z≤tp2+tm的情况下的剪切应力Txz。式(3)中的A及式(4)中的B是常数。
[数式3]
Figure BDA0004117602130000072
[数式4]
Figure BDA0004117602130000073
在z轴方向上，z＝tp2的部分是电极指与压电层的边界。基于该边界处的应力及速度的连续边界条件，根据式(4)而导出式(5)。
[数式5]
Figure BDA0004117602130000074
根据式(5)，能够导出成为fc_f＝fc_m的条件。在该导出时，向式(5)代入fc_f＝fc_m的情况下的式(2)即可。更具体而言，向式(5)代入fc_m＝fc_f＝vps/2tp1即可。由此导出式(6)。
[数式6]
Figure BDA0004117602130000081
而且，在为了使每一个电极指的反射率成为0附近而要将机械反射率设为0以下时，应满足的条件成为式(1)。
[数式7]
Figure BDA0004117602130000082
以下示出通过满足式(1)，能够更进一步抑制无用波。在使压电层及电极指的材料不同的各个情况下，对满足式(1)的情况与比较例进行了比较。更具体而言，将压电层的材料设为铌酸锂(LN)，将电极指的材料设为Al、Cu、Mo或Pt。此外，将压电层的材料设为钽酸锂(LT)，将电极指的材料设为Mo。在图6中，示出压电层及电极指的材料的每个组合的与成为fc_f＝fc_m的条件相当的曲线。需要说明的是，在图6中，也一并示出将压电层的材料设为铌酸锂并将电极指的材料设为Au的情况。
图6是示出压电层及电极指的材料的每个组合的成为fc_f＝fc_m的tm/tp1与tg/tp1的关系的图。
在tm/tp1及tg/tp1为位于图6的各曲线上或比各曲线位于更上方的关系的情况下，在压电层及电极指的材料的各组合中，成为fc_f≤fc_m。在该情况下，满足式(1)。在以下的图7～图11中，示出满足式(1)的情况和比较例中的阻抗频率特性。
图7是示出将压电层的材料设为LiNbO3并将电极指的材料设为Al时的满足式(1)的情况及比较例的阻抗频率特性的图。需要说明的是，作为满足式(1)的情况的条件，设为tm/tp1＝0.25，tg/tp1＝0.2。
图8是示出将压电层的材料设为LiNbO3并将电极指的材料设为Cu时的满足式(1)的情况及比较例的阻抗频率特性的图。需要说明的是，作为满足式(1)的情况的条件，设为tm/tp1＝0.15，tg/tp1＝0.4。
图9是示出将压电层的材料设为LiNbO3并将电极指的材料设为Mo时的满足式(1)的情况及比较例的阻抗频率特性的图。需要说明的是，作为满足式(1)的情况的条件，设为tm/tp1＝0.15，tg/tp1＝0.3。
图10是示出将压电层的材料设为LiNbO3并将电极指的材料设为Pt时的满足式(1)的情况及比较例的阻抗频率特性的图。需要说明的是，作为满足式(1)的情况的条件，设为tm/tp1＝0.1，tg/tp1＝0.4。
图11是示出将压电层的材料设为LiTaO3并将电极指的材料设为Mo时的满足式(1)的情况及比较例的阻抗频率特性的图。需要说明的是，作为满足式(1)的情况的条件，设为tm/tp1＝0.15，tg/tp1＝0.25。
可知无论在图7～图11所示的哪种情况下，通过满足式(1)，都能够有效地抑制无用波。需要说明的是，优选为tg≤0.5tp1。由此，压电层16难以发生破损。
然而，在式(1)中，使用了在电极指传播的横波体波的声速vms。声速vms由材料的密度ρ及弹性常数c44表示为vms＝(c44/ρ)1/2。另一方面，在电极指传播的纵波体波的声速vm1由材料的密度ρ及弹性常数c11表示为vm1＝(c11/ρ)1/2。在表1中，示出电极指的材料、声速vms及声速vm1的例子。需要说明的是，在表1中，作为电极指的材料的一例而示出AlCu1％。这里是指AlCu中的Cu的重量百分比浓度为1％。在Cu的重量百分比浓度为1％以外的情况下，例如由(Al的常数)+(AlCu1％与Al的常数差分)×n％(Cu的重量百分比浓度)的式子表示任意的常数。
[表1]
材料 ρ[kg/m3] <![CDATA[c11[×10<sup>10</sup>Pa]]]> <![CDATA[c44[×10<sup>10</sup>Pa]]]> <![CDATA[v<sub>m1</sub>[m/s]]]> <![CDATA[v<sub>ms</sub>[m/s]]]>
Al 2699 11.13 2.61 6422 3110
AlCu1％ 2718 12.14 2.71 6682 3160
Ti 4540 16.6 4.38 6049 3106
Cu 8960 18.5 4.50 4544 2241
Mo 10200 43.2 11.9 6506 3416
Au 19200 20.3 10.6 3250 2350
Pt 21450 33.5 6.04 3953 1678
Ru 12450 52.6 13.7 6503 3316
W 19300 52.6 16.0 5220 2880
Ir 22350 64.0 34.9 5350 3950
在式(1)中，使用了在压电层传播的横波体波的声速vps。声速vps由材料的密度ρ及弹性常数c44表示为vms≈(c44/ρ)1/2。另一方面，在压电层传播的纵波体波的声速vpl由材料的密度ρ及弹性常数c11表示为vm1≈(c11/ρ)1/2。需要说明的是，严格上，需要使用与压电层的材料相应的弹性柔量来计算上述各声速。不过，也可以与各向同性材料同样地，如上述那样简易地进行计算。在表2中，示出压电层的材料、声速vps及声速vpl的例子。
[表2]
材料 ρ[kg/m3] <![CDATA[c11[×10<sup>10</sup>Pa]]]> <![CDATA[c44[×10<sup>10</sup>Pa]]]> <![CDATA[v<sub>pl</sub>[m/s]]]> <![CDATA[v<sub>ps</sub>[m/s]]]>
<![CDATA[LiNbO<sub>3</sub>]]> 4640 20.0 6.00 6565 3596
<![CDATA[LiTaO<sub>3</sub>]]> 7454 23.0 9.69 5552 3504
返回图1，对压电性基板12中的压电层16以外的详细情况进行说明。如上所述，压电性基板12具有支承构件13。在压电层16中的与设置有第一电极指19A及第二电极指19B的一侧相反的一侧层叠有支承构件13。具体而言，在压电层16中的与设置有第一电极指19A及第二电极指19B的部分不重叠的位置层叠有支承构件13。支承构件13包括支承基板14及绝缘层15。
支承基板14具有凹部14c和支承部14b。支承部14b包围凹部14c。在支承部14b上设置有绝缘层15。绝缘层15具有框状的形状。绝缘层15具有贯通孔15c。由支承基板14的凹部14c及绝缘层15的贯通孔15c构成支承构件13的凹部13c。此外，压电层16被设置为堵塞支承构件13的凹部13c。由此构成空洞部。空洞部被支承构件13的凹部13c及压电层16包围。这样，在压电层16中的与设置有第一电极指19A及第二电极指19B的一侧相反的一侧，在不存支承构件13的区域设置有空洞部。
不过，空洞部也可以是设置于支承构件13的贯通孔。或者，也可以不在支承构件13设置空洞部，而在压电层16设置空洞部。压电层16的空洞部例如也可以是在压电层16的支承构件13侧的第二主面16b设置的凹部。压电层16具有直接设置在支承构件13上的部分、以及作为空洞部而设置在支承构件13上的部分即可。需要说明的是，在上述的情况下，压电层的厚度tp1成为从设置于第二主面16b的凹部的底面到第一主面16a为止的厚度。压电层16中的设置有第一电极指19A的区域中的厚度tp2成为从第二主面16b的凹部的底面到设置于第一主面16a的凹部16c的底面为止的厚度。
在本实施方式中，绝缘层15是SiO2层。不过，绝缘层15的材料不限于上述，例如，也能够使用SiO2以外的组成比的氧化硅、氮化硅或氧化钽等。需要说明的是，也可以不必设置绝缘层15。支承构件13也可以仅包括支承基板14。在该情况下，支承构件13的凹部13c是仅设置于支承基板14的凹部。另外，在设置有绝缘层15的情况下，凹部13c也可以仅包括设置于绝缘层15的凹部或贯通孔，也可以在支承基板14不设置凹部。
在本实施方式中，支承基板14是硅基板。需要说明的是，支承基板14的材料不限于上述，例如也能够使用氧化铝、钽酸锂、铌酸锂、石英等压电体、矾土、蓝宝石、氮化硅、氮化铝、碳化硅、氧化锆、堇青石、莫来石、块滑石、镁橄榄石等各种陶瓷、金刚石、玻璃等电介质、氮化镓等半导体或树脂等。
如图5所示，第一电极指19A具有侧面19c。同样地，第二电极指19B也具有侧面。在第一实施方式中，各电极指的侧面相对于电极指的厚度方向倾斜地延伸。不过，各电极指的侧面也可以与电极指的厚度方向平行地延伸。
压电层16的设置有第一电极指19A的区域的厚度tp2比激励区域C的中央的厚度tp1薄即可。不过，压电层16的设置有第一电极指19A的区域的厚度tp2及设置有第二电极指19B的区域的厚度的双方优选比激励区域C的中央的厚度tp1薄。由此，能够在第一电极指19A及第二电极指19B的双方抑制传播分量D的反射。因此，能够更进一步抑制无用波。
在式(1)～式(6)中，规定了第一电极指19A的各参数，未规定第二电极指19B的各参数。不过，在第一实施方式中，第二电极指19B也与第一电极指19A同样地设置于凹部16c。因此，在使用第二电极指19B的各参数及压电层16中的设置有第二电极指19B的区域的厚度而使式(1)成立的情况下，在第二电极指19B中，能够有效地抑制传播分量D的反射。
各电极指也可以不设置于压电层16中的凹部16c的底面的整个面。更具体而言，各电极指的宽度也可以比各凹部16c的宽度窄。需要说明的是，电极指的宽度是电极指的沿着电极指对置方向的尺寸。同样地，凹部16c的宽度是凹部16c的沿着电极指对置方向的尺寸。不过，各电极指优选设置于凹部16c的底面的整个面。由此，能够使设置有各电极指的部分处的反射率更加可靠地接近0。因此，能够更加可靠且有效地抑制无用波。
在第一实施方式中，各电极指的厚度tm的值大于压电层16的凹部16c的深度tg的值。需要说明的是，厚度tm的值也可以小于深度tg的值。
如图2所示，在弹性波装置10中，功能电极是IDT电极11。不过，功能电极至少具有一对电极即可。
以下，示出第一实施方式的第一变形例及第二变形例。在第一变形例及第二变形例中也与第一实施方式同样地能够抑制无用波。
在图12所示的第一变形例中，第一电极指29A及第二电极指29B包括层叠电极膜。更具体而言，第一电极指29A具有第一电极膜23及第二电极膜24。在压电层16中的凹部16c的底面设置有第一电极膜23。在第一电极膜23上设置有第二电极膜24。在第二电极指29B中也是同样的。
在该情况下，各电极指的密度ρm是对多个电极膜的密度进行体积平均而得到的值。在电极指传播的横波体波的声速vms也可以为对多个电极膜中的该声速进行体积平均而得到的值。
在本变形例中，第一电极指29A及第二电极指29B设置于压电层16中的凹部16c的底面的整个面。各电极指的宽度与凹部16c的宽度相同。各电极指的侧面与凹部16c的内表面接触。各电极指的侧面与电极指的厚度方向平行地延伸。此外，第一电极指29A及第二电极指29B的厚度tm的值小于凹部16c的深度tg的值。因此，第一电极指29A及第二电极指29B的整体被配置在凹部16c内。
在图13所示的第二变形例中，在第一电极指39A上及第二电极指39B上分别设置有电介质膜35。需要说明的是，第一电极指39A及第二电极指39B除了包括单层的金属膜这一点以外与第一变形例同样地被设置。各电介质膜35分别设置在压电层16的凹部16c内。电介质膜35与第一主面16a共面。更具体而言，包括电极指及电介质膜35的层叠体的厚度的值与凹部16c的深度tg的值相同。不过，不限于此。上述层叠体的厚度的值也可以小于或大于深度tg的值。
作为电介质膜35的材料，例如能够使用氧化硅、氮化硅、氮化铝或氧化钽等。更具体而言，例如能够使用SiO2、SiN、AlN或Ta2O5等。
图14是示出第二实施方式中的一对电极指附近的正面剖视图。
本实施方式与第一实施方式的不同之处在于，多个凹部16c设置于压电层46的第二主面46b以及在第一主面46a未设置凹部16c。多个电极指未设置于凹部16c。此外，本实施方式与第一实施方式的不同之处在于，各电极指的侧面与电极指的厚度方向平行地延伸。除了上述方面以外，本实施方式的弹性波装置具有与第一实施方式的弹性波装置1同样的结构。
各凹部16c设置为在俯视下与各电极指重叠。因此，压电层46的设置有各电极指的区域的厚度tp2比激励区域C的中央的厚度tp1薄。由此，在本实施方式中，也能够与第一实施方式同样地抑制无用波。需要说明的是，在本说明书中，俯视是指从图14等的上方观察的方向。设置于压电层46的第二主面46b的凹部16c的深度tg是从第二主面46b到凹部16c的底面的沿着厚度方向的尺寸。
在该情况下，也优选上述式(1)成立。由此，能够有效地抑制无用波。
需要说明的是，在压电层46的第二主面46b设置一个以上的凹部16c即可。例如，也可以在第一主面46a及第二主面46b分别设置凹部16c。
图15是示出第三实施方式中的一对电极指附近的正面剖视图。
本实施方式与第一实施方式的不同之处在于，任意电极指的相邻的两个电极指中的一个电极指与该任意的电极指之间的距离和另一个电极指与该任意的电极指之间的距离不同。此外，本实施方式与第一实施方式的不同之处在于，在压电层16的第一主面16a中的未设置各电极指的区域设置有多个电介质膜55、以及在压电层16的凹部16c未设置各电极指。除了上述方面以外，本实施方式的弹性波装置具有与第一实施方式的弹性波装置1同样的结构。
多个电介质膜55与多个电极指的长度方向平行地延伸。多个电介质膜55具有多对电介质膜55。多对电介质膜55被周期性地设置。更具体而言，在本实施方式中，交替地设置有一对电极指及一对电介质膜。厚度剪切模式的弹性波在各对电极指之间的激励区域C被激励。因此，即便采用上述那样的结构，电特性也难以发生劣化。多对电介质膜55的周期及电极指的周期优选为大致相同。或者，多对电介质膜55的周期及电极指的周期中的一方优选成为另一方的整数倍的关系。此时，能够适当地抑制无用波。需要说明的是，多个电介质膜的配置不限于上述。例如，也可以在各激励区域C分别设置一对电介质膜55。在该情况下，也可以在比激励区域C的中央靠第一电极指19A侧的位置设置一对电介质膜55中的一方。而且，也可以在比激励区域C的中央靠第二电极指19B侧的位置设置一对电介质膜55中的另一方。或者，例如，也可以在第一电极指19A与第二电极指19B之间仅设置一个电介质膜55。
在本实施方式中，第一电极指19A及第二电极指19B未设置于压电层16的凹部16c。因此，压电层16中的设置有第一电极指19A的区域的厚度tp2与激励区域C的中央的厚度tp1相同。另一方面，多个电介质膜55分别设置于凹部16c。在将压电层16中的设置有电介质膜55的区域的厚度设为tp3时，tp1＞tp3。由此，能够抑制电介质膜55中的传播分量D的反射。因此，能够抑制无用波。
电介质膜55具有侧面55c。在本实施方式中，侧面55c相对于电介质膜55的厚度方向倾斜地延伸。不过，侧面55c也可以与电介质膜55的厚度方向平行地延伸。
在电介质膜55附近，不产生传播分量D的电反射。因此，机械反射率Γm优选为0附近。由此，能够有效地抑制电介质膜55中的传播分量D的反射。为了成为Γm≈0附近，优选为fc_f≈fc_m。
需要说明的是，设置有第一电极指19A及电介质膜55中的至少一方的区域的厚度比激励区域C的中央的厚度tp1薄即可。例如，第一电极指19A、第二电极指19B及电介质膜55也可以均设置于压电层16的凹部16c。在该情况下，tp1＞tp2且tp1＞tp3。或者，例如也可以是，第一电极指19A设置于凹部16c，并且电介质膜55不设置于凹部16c。在该情况下，tp1＞tp2且tp1＝tp3。
也可以在压电层16的第二主面16b上，将凹部16c设置为在俯视下与第一电极指19A及电介质膜55中的至少一方重叠。在该情况下，也可以在第一主面16a不设置凹部16c。而且，第一电极指19A及电介质膜55也可以不设置于凹部16c。
在第一实施方式～第三实施方式中，功能电极是IDT电极。作为第一电极的第一电极指及作为第二电极的第二电极指中的一方是信号电位，另一方是基准电位。不过，功能电极也可以不是IDT电极。也可以是，功能电极的第一电极是浮置电极，并且第二电极是与信号电位连接的电极。浮置电极是指既没有与信号电位连接也没有与基准电位连接的电极。在第四实施方式中示出该情况下的例子。
图16是第四实施方式中的一对电极附近的正面剖视图。
本实施方式与第一实施方式的不同之处在于，功能电极61的结构、以及在压电层16的第一主面16a设置有多个电介质膜55。除了上述方面以外，本实施方式的弹性波装置具有与第一实施方式的弹性波装置1同样的结构。需要说明的是，也可以不必设置电介质膜55。
功能电极61具有多对第一电极69A及第二电极69B。不过，功能电极61具有至少一对第一电极69A及第二电极69B即可。第一电极69A是浮置电极。另一方面，第二电极69B与信号电位连接。在从第一电极69A及第二电极69B相对置的方向观察时，第一电极69A及第二电极69B重合的区域是激励区域C。需要说明的是，在本实施方式中，电介质膜55被配置于激励电极C。
第一电极69A及第二电极69B分别设置于压电层16的凹部16c。另一方面，多个电介质膜55未设置于凹部16c。在本实施方式中，在第一电极69A及第二电极69B中也能够抑制传播分量D的反射。因此，能够抑制无用波。
不过，第一电极69A及电介质膜55中的至少一方也可以设置于凹部16c。在电介质膜55设置于凹部16c的情况下，与第三实施方式同样地，能够在电介质膜55中抑制传播分量D的反射。
作为电介质膜55的材料，例如能够使用氧化硅、氮化硅、氮化铝或氧化钽等。更具体而言，例如能够使用SiO2、SiN、AlN或Ta2O5等。
第一电极69A是浮置电极。在该情况下，也优选式(1)成立。由此，能够有效地抑制无用波。
以下，对厚度剪切模式的详细情况进行说明。需要说明的是，以下，使用在压电层未设置凹部的例子进行说明。不过，即便在如上述各实施方式那样在压电层设置有凹部的情况下，也可以说与以下的记载相同。这里，以下的例子中的支承构件相当于本发明中的支承基板。
图17(a)是示出利用厚度剪切模式的体波的弹性波装置的外观的简图的立体图，图17(b)是示出压电层上的电极构造的俯视图，图18是沿着图17(a)中的I-I线的部分的剖视图。
弹性波装置1具有包括LiNbO3的压电层2。压电层2也可以包括LiTaO3。LiNbO3、LiTaO3的切割角是Z切割，但也可以是旋转Y切割、X切割。压电层2的厚度没有特别限定，但为了有效地激励厚度剪切模式，优选为40nm以上且1000nm以下，更优选为50nm以上且600nm以下。压电层2具有相对置的第一主面2a及第二主面2b。在第一主面2a上设置有电极3及电极4。这里，电极3是“第一电极”的一例，电极4是“第二电极”的一例。在图17(a)及图17(b)中，多个电极3与第一汇流条5连接。多个电极4与第二汇流条6连接。多个电极3及多个电极4相互交替插入。电极3及电极4具有矩形形状，并且具有长度方向。在与该长度方向正交的方向上，电极3与相邻的电极4对置。电极3、4的长度方向、以及与电极3、4的长度方向正交的方向均是在压电层2的厚度方向上交叉的方向。因此，电极3与相邻的电极4也可以说在与压电层2的厚度方向交叉的方向上对置。另外，也可以将电极3、4的长度方向更换为与图17(a)及图17(b)所示的电极3、4的长度方向正交的方向。即，在图17(a)及图17(b)中，也可以使电极3、4在第一汇流条5及第二汇流条6延伸的方向上延伸。在该情况下，第一汇流条5及第二汇流条6在图17(a)及图17(b)中沿着电极3、4延伸的方向延伸。而且，连接到一个电位的电极3与连接到另一个电位的电极4相邻的一对构造，在与上述电极3、4的长度方向正交的方向上被设置有多对。这里，电极3与电极4相邻不是指电极3与电极4配置为直接接触的情况，而是指电极3与电极4隔着间隔而配置的情况。另外，在电极3与电极4相邻的情况下，在电极3与电极4之间未配置包含其他的电极3、4的与信号电极、接地电极连接的电极。该对数无需是整数对，也可以是1.5对、2.5对等。电极3、4之间的中心间距离即间距优选为1μm以上且10μm以下的范围。另外，电极3、4的宽度即电极3、4的对置方向的尺寸优选为50nm以上且1000nm以下的范围，更优选为150nm以上且1000nm以下的范围。需要说明的是，电极3、4之间的中心间距离成为将与电极3的长度方向正交的方向上的电极3的尺寸(宽度尺寸)的中心以及与电极4的长度方向正交的方向上的电极4的尺寸(宽度尺寸)的中心连结而得到的距离。
另外，在本实施方式中，使用了Z切割的压电层，因此，与电极3、4的长度方向正交的方向成为与压电层2的极化方向正交的方向。在作为压电层2而使用了其他切割角的压电体的情况下，不限于此。这里，“正交”不仅仅限定于严格上正交的情况，也可以是大致正交(与电极3、4的长度方向正交的方向和极化方向所成的角度例如为90°±10°的范围内)。
在压电层2的第二主面2b侧，隔着绝缘层7而层叠有支承构件8。绝缘层7及支承构件8具有框状的形状，并且如图18所示，具有贯通孔(空洞部)7a、8a。由此，形成了空洞部9。空洞部9是为了不妨碍压电层2的激励区域C的振动而设置的。因此，上述支承构件8在不与设置有至少一对电极3、4的部分重叠的位置隔着绝缘层7而层叠于第二主面2b。需要说明的是，也可以不设置绝缘层7。因此，支承构件8能够直接或间接地层叠于压电层2的第二主面2b。
绝缘层7包括氧化硅。不过，除了氧化硅之外，能够使用氮氧化硅、矾土等适当的绝缘性材料。支承构件8包括Si。Si的压电层2侧的面上的面方位可以是(100)、(110)，也可以是(111)。构成支承构件8的Si优选为电阻率2kΩ以上的高电阻，更优选为电阻率4kΩ以上的高电阻。不过，也能够使用适当的绝缘性材料、半导体材料而构成支承构件8。作为支承构件8的材料，例如能够使用氧化铝、钽酸锂、铌酸锂、石英等压电体、矾土、氧化镁、蓝宝石、氮化硅、氮化铝、碳化硅、氧化锆、堇青石、莫来石、块滑石、镁橄榄石等各种陶瓷、金刚石、玻璃等电介质、氮化镓等半导体等。
上述多个电极3、4及第一汇流条5、第二汇流条6包括Al、AlCu合金等适当的金属或合金。在本实施方式中，电极3、4及第一汇流条5、第二汇流条6具有在Ti膜上层叠了Al膜的构造。需要说明的是，也可以使用Ti膜以外的紧贴层。
在驱动时，在多个电极3与多个电极4之间施加交流电压。更具体而言，在第一汇流条5与第二汇流条6之间施加交流电压。由此，能够得到利用了在压电层2中被激励的厚度剪切模式的体波的谐振特性。另外，在弹性波装置1中，在将压电层2的厚度设为d、将多对电极3、4中的任意相邻的电极3、4的中心间距离设为p的情况下，d/p为0.5以下。因此，能够有效地激励上述厚度剪切模式的体波，得到良好的谐振特性。更优选的是，d/p是0.24以下，在该情况下，能够得到更进一步良好的谐振特性。
在弹性波装置1中，由于具备上述结构，因此即便为了实现小型化而减小了电极3、4的对数，也难以产生Q值的下降。这是因为，即便减少两侧的反射器中的电极指的个数，传播损耗也较少。另外，能够减少上述电极指的个数是基于利用了厚度剪切模式的体波。参照图19(a)及图19(b)来说明在弹性波装置中利用的兰姆波与上述厚度剪切模式的体波的不同。
图19(a)是用于说明专利文献1所记载的那样的在弹性波装置的压电膜传播的兰姆波的示意性正面剖视图。这里，如箭头所示那样，波在压电膜201中传播。这里，在压电膜201中，第一主面201a与第二主面201b对置，连结第一主面201a与第二主面201b的厚度方向是Z方向。X方向是IDT电极的电极指排列的方向。如图19(a)所示，在兰姆波中，波如图示那样沿X方向传播。由于是板波，因此虽然压电膜201整体上振动，但由于波沿X方向传播，所以在两侧配置反射器而得到谐振特性。因此，产生波的传播损耗，在实现了小型化的情况下，即在减少了电极指的对数的情况下，Q值下降。
与此相对，如图19(b)所示，在弹性波装置1中，振动位移为厚度剪切方向，因此，波大致在连结压电层2的第一主面2a与第二主面2b的方向即Z方向上传播并产生谐振。即，波的X方向分量显著小于Z方向分量。而且，通过该Z方向的波的传播而得到谐振特性，因此，即便减少反射器的电极指的个数，也难以产生传播损耗。此外，即便为了促进小型化而减少了包括电极3、4的电极对的对数，也难以产生Q值的下降。
需要说明的是，如图20所示，厚度剪切模式的体波的振幅方向在压电层2的激励区域所包含的第一区域451和激励区域C所包含的第二区域452中成为相反。在图20中，示意性示出在电极3与电极4之间施加了电极4与电极3相比成为高电位的电压的情况下的体波。第一区域451是激励区域C中的虚拟平面VP1与第一主面2a之间的区域，该虚拟平面VP1与压电层2的厚度方向正交且将压电层2分成两部分。第二区域452是激励区域C中的虚拟平面VP1与第二主面2b之间的区域。
如上所述，在弹性波装置1中，配置有包括电极3和电极4的至少一对电极，但没有使波沿X方向传播，因此，包括该电极3、4的电极对的对数无需是多对。即，只要设置至少一对电极即可。
例如，上述电极3是与信号电位连接的电极，电极4是与接地电位连接的电极。不过，也可以是，电极3与接地电位连接，电极4与信号电位连接。在本实施方式中，如上所述，至少一对电极是与信号电位连接的电极或与接地电位连接的电极，未设置浮置电极。
图21是示出图18所示的弹性波装置的谐振特性的图。需要说明的是，得到该谐振特性的弹性波装置1的设计参数如下所述。
压电层2：欧拉角(0°，0°，90°)的LiNbO3，厚度＝400nm。
在与电极3及电极4的长度方向正交的方向上观察时，电极3与电极4重叠的区域即激励区域C的长度＝40μm，包括电极3、4的电极的对数＝21对，电极间中心距离＝3μm，电极3、4的宽度＝500nm，d/p＝0.133。
绝缘层7：1μm的厚度的氧化硅膜。
支承构件8：Si。
需要说明的是，激励区域C的长度是指激励区域C的沿着电极3、4的长度方向的尺寸。
在弹性波装置1中，包括电极3、4的电极对的电极间距离在多对中全部相等。即，以等间距配置了电极3和电极4。
由图21可知，尽管不具有反射器，也得到了分数带宽为12.5％的良好的谐振特性。
然而，在将上述压电层2的厚度设为d并将电极3与电极4的电极的中心间距离设为p的情况下，如上所述，在本实施方式中，d/p为0.5以下，更优选为0.24以下。参照图22对此进行说明。
与得到图21所示的谐振特性的弹性波装置同样地，但是使d/2p变化而得到多个弹性波装置。图22是示出该d/2p与作为弹性波装置的谐振器的分数带宽的关系的图。
由图22可知，当d/2p超过0.25时，即在d/p＞0.5时，即便调整d/p，分数带宽也小于5％。与此相对，在d/2p≤0.25即d/p≤0.5的情况下，如果在该范围内使帅变化，则能够使分数带宽成为5％以上，即能够构成具有高耦合系数的谐振器。另外，在d/2p为0.12以下的情况下，即在d/p为0.24以下的情况下，能够将分数带宽提高到7％以上。此外，如果在该范围内调整d/p，则能够得到分数带宽更加宽的谐振器，能够实现具有更加高的耦合系数的谐振器。因此，可知通过将d/p设为0.5以下，能够构成利用了上述厚度剪切模式的体波的具有高耦合系数的谐振器。
需要说明的是，如上所述，在一对电极的情况下，上述p为相邻的电极3、4的中心间距离。
另外，关于压电层的厚度d，在压电层2具有厚度偏差的情况下，也可以采用将该厚度平均化而得到的值。
图23是利用厚度剪切模式的体波的弹性波装置的俯视图。在弹性波装置80中，在压电层2的第一主面2a上，设置有具有电极3和电极4的一对电极。需要说明的是，图23中的K成为交叉宽度。如上所述，在本发明的弹性波装置中，电极的对数也可以为一对。在该情况下，如果上述d/p为0.5以下，则也能够有效地激励厚度剪切模式的体波。
图24是具有声学多层膜的弹性波装置的正面剖视图。在弹性波装置81中，在压电层2的第二主面2b层叠有声学多层膜82。声学多层膜82具有声阻抗相对低的低声阻抗层82a、82c、82e和声阻抗相对高的高声阻抗层82b、82d的层叠构造。在使用了声学多层膜82的情况下，即便不使用弹性波装置1中的空洞部9，也能够将厚度剪切模式的体波封闭在压电层2内。在弹性波装置81中，通过将上述d/p设为0.5以下，也能够得到基于厚度剪切模式的体波的谐振特性。
需要说明的是，在声学多层膜82中，该低声阻抗层82a、82c、82e及高声阻抗层82b、82d的层叠数量没有特别限定。只要至少一层高声阻抗层82b、82d相比于低声阻抗层82a、82c、82e配置在远离压电层2的一侧即可。
上述低声阻抗层82a、82c、82e及高声阻抗层82b、82d只要满足上述声阻抗的关系即可，能够由适当的材料构成。例如，作为低声阻抗层82a、82c、82e的材料，能够举出氧化硅或氮氧化硅等。另外，作为高声阻抗层82b、82d的材料，能够举出矾土、氮化硅或金属等。
图25是示出使d/p无限地接近0的情况下的分数带宽相对于LiNbO3的欧拉角(0°，θ，ψ)的映射的图。图25的标注阴影线而示出的部分是至少得到5％以上的分数带宽的区域，当近似该区域的范围时，成为由下述的式(1)、式(2)及式(3)表示的范围。
(0°+10°，0°～20°，任意的w)...式(1)
(0°+10°，20°～80°，0°～60°(1-(θ-50)2/900)1/2)或(0°±10°，20°～80°，[180°-60°(1-(θ-50)2/900)1/2]～180°)...式(2)
(0°±10°，[180°-30°(1-(ψ-90)2/8100)1/2]～180°，任意的ψ)...式(3)
因此，在上述式(1)、式(2)或式(3)的欧拉角范围的情况下，能够充分地扩宽分数带宽，是优选的。在压电层2为钽酸锂层的情况下也是同样的。
如上所述，本发明的弹性波装置也可以具有图24所示的声学多层膜82。例如，在图1所示的第一实施方式等中，也可以在支承基板14与压电层16之间设置声学多层膜82。
附图标记说明
1...弹性波装置；
2…压电层；
2a…第一主面；
2b…第二主面；
3、4…电极；
5、6…第一汇流条、第二汇流条；
7…绝缘层；
7a…贯通孔；
8…支承构件；
8a…贯通孔；
9…空洞部；
10…弹性波装置；
11…IDT电极；
12…压电性基板；
13…支承构件；
13c…凹部；
14…支承基板；
14b…支承部；
14c…凹部；
15…绝缘层；
15c…贯通孔；
16…压电层；
16a、16b…第一主面、第二主面；
16c…凹部；
18A、18B…第一汇流条、第二汇流条；
19A、19B…第一电极指、第二电极指；
19c…侧面；
23、24…第一电极膜、第二电极膜；
29A、29B…第一电极指、第二电极指；
35…电介质膜；
39A、39B…第一电极指、第二电极指；
46…压电层；
46a、46b…第一主面、第二主面；
55…电介质膜；
55c…侧面；
61…功能电极；
69A、69B…第一电极、第二电极；
80、81…弹性波装置；
82…声学多层膜；
82a、82c、82e…低声阻抗层；
82b、82d…高声阻抗层；
106…压电层；
106A…电极被覆部；
106B…电极非被覆部；
201…压电膜；
201a、201b…第一主面、第二主面；
451、452…第一区域、第二区域；
C…激励区域；
VP1…虚拟平面。

Claims (14)

1.一种弹性波装置，具备：
压电层，其包括铌酸锂及钽酸锂中的一方，并且具有第一主面及第二主面；以及
第一电极及第二电极，其设置于所述压电层的所述第一主面，
所述第一电极及所述第二电极是相邻的电极彼此，
在将所述压电层的所述第一电极与所述第二电极之间的区域的中央的厚度设为tp1、将所述第一电极与所述第二电极的中心间距离设为p的情况下，tp1/p为0.5以下，
在将所述压电层中的设置有所述第一电极的区域的厚度设为tp2时，tp1>tp2。
2.一种弹性波装置，具备：
压电层，其包括铌酸锂及钽酸锂中的一方，并且具有第一主面及第二主面；
第一电极及第二电极，其设置于所述压电层的所述第一主面；以及
电介质膜，其设置于所述压电层的所述第一主面中的未设置所述第一电极及第二电极的区域，并且在所述第一电极及第二电极的长度方向上延伸，
所述第一电极及所述第二电极是相邻的电极彼此，
在将所述压电层的所述第一电极与所述第二电极之间的区域的中央的厚度设为tp1、将所述第一电极与所述第二电极的中心间距离设为p的情况下，tp1/p为0.5以下，
在将所述压电层中的设置有所述第一电极及所述电介质膜中的至少一方的区域的厚度设为tp3时，tp1＞tp3。
3.根据权利要求1所述的弹性波装置，其中，
在所述压电层的所述第一主面设置有一个以上的凹部，
所述第一电极设置于所述一个以上的凹部中的任意的凹部。
4.根据权利要求1所述的弹性波装置，其中，
在所述压电层的所述第二主面设置有一个以上的凹部，
所述第一电极设置于在俯视下与所述一个以上的凹部中的任意的凹部重叠的区域。
5.根据权利要求2所述的弹性波装置，其中，
在所述压电层的所述第一主面设置有一个以上的凹部，
所述第一电极及所述电介质膜中的至少一方设置于所述一个以上的凹部中的任意的凹部。
6.根据权利要求2所述的弹性波装置，其中，
所述电介质膜、所述第一电极及所述第二电极被周期性地设置。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述第一电极具有基准电位或信号电位中的任意一方。
8.根据权利要求3或4所述的弹性波装置，其中，
在将所述压电层的密度设为ρp、将所述第一电极的密度设为ρm、将所述第一电极的厚度设为tm、将在所述压电层传播的横波体波的声速设为vps、将在所述第一电极传播的横波体波的声速设为vms的情况下，下述式(1)成立，
[数式1]
Figure FDA0004117602120000021
9.根据权利要求3、4或8所述的弹性波装置，其中，
在将从所述压电层的所述第一主面到所述凹部的底面为止的沿着厚度方向的尺寸设为tg的情况下，tg≤0.5tp1。
10.根据权利要求3至5中任一项所述的弹性波装置，其中，
设置有多个所述凹部，
所述第二电极设置于与设置有所述第一电极的所述凹部不同的所述凹部。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述弹性波装置还具备支承构件，该支承构件在所述压电层中的与设置有所述第一电极及第二电极的一侧相反的一侧，层叠在不与设置有所述第一电极及第二电极的部分重叠的位置。
12.根据权利要求11所述的弹性波装置，其中，
在所述压电层中的与设置有所述第一电极及第二电极的一侧相反的一侧，在不存在所述支承构件的区域设置有空洞部。
13.根据权利要求1至10中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述弹性波装置还具备声学多层膜，该声学多层膜层叠在所述压电层中的与设置有所述第一电极及第二电极的一侧相反的一侧，所述声学多层膜具有声阻抗相对低的低声阻抗层与声阻抗相对高的高声阻抗层的层叠构造。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的弹性波装置，其中，
构成所述压电层的铌酸锂或钽酸锂的欧拉角
Figure FDA0004117602120000031
处于以下的式(1)、式(2)或式(3)的范围内，
(0°±10°，0°～20°，任意的ψ)…式(1)
(0°±10°，20°～80°，0°～60°(1-(θ-50)2/900)1/2)或(0°±10°，20°～80°，[180°-60°(1-(θ-50)2/900)1/2]～180°)…式(2)
(0°士10°，[180°-30°(1-(ψ-90)2/8100)1/2]～180°，任意的ψ)…式(3)。
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JP2019062441A (ja) * 2017-09-27 2019-04-18 株式会社村田製作所 弾性波装置
JP6957306B2 (ja) * 2017-10-17 2021-11-02 太陽誘電株式会社 弾性波デバイスおよびその製造方法
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